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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 16

Considere que um barômetro, usando tetracloreto de carbono como fluido de trabalho (não recomendado), seja instalado em um dia normal em Denver, Colorado. (a) Até que altura vai subir o fluido no tubo do barômetro? (Nota: Não se esqueça da pressão de vapor.) (b) Compare esse resultado com um barômetro de mercúrio.

Passo 1

Simbora!!!

Pra resolver essa questão, precisaremos da pressão atmosférica de Denver, da pressão de vapor do fluido de trabalho e da massa específica do fluido. Isso porque usaremos a expressão de pressão hidrostática, note:

p a t m = p v a p o r + ρ f l u i d o g h → h = p a t m - p v a p o r ρ f l u i d o g

Denver está a cerca de 1600m acima do nível do mar, assim, vamos utilizar a tabela A.6 para coletar a pressão atmosfera nessa altitude, assim, teremos que p a t m = 83400   P a . Temos também que ρ f l u i d o = 1590   k g / m 3 .

Considerando uma temperatura de 20°C, a pressão de vapor do tetracloreto de carbono é de cerca de 12000 Pa.

Passo 2

Com todos os dados, é só substituir na expressão para a altura, assim:

h = 83400   P a - 12000   P a 1590 k g m 3 ⋅ 9,81 m s 2 ≈ 4,58   m

Passo 3

Se fosse utilizado um barômetro de mercúrio, considerando ρ H g = 13600   k g / m 3   e sua pressão de vapor desprezível, a altura seria de:

h = 83400 P a 13600 k g m 3 ⋅ 9,81 m s 2 ≈ 0,625 m

Ou seja, um barômetro de mercúrio é mais viável, pela baixa altura da coluna de líquido!

Resposta

  1. 4,58 m
  2. 0,625 m
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